CN102354868A

CN102354868A - 一种漏电保护插头

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Publication number: CN102354868A
Application number: CN2011102258781A
Authority: CN
Inventors: 刘睿刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: CN102354868B

Abstract

本发明公开了一种漏电保护插头，它不但能防止因电器故障引起的触电事故，还能防止因地线意外带电而导致的触电事故。它在整流电路输出端正极和负极之间连接有由第1和第2电阻、钳位二极管串联而成的回路，零序电流互感器上还绕有检测绕组，零序电流互感器检测与次级绕组均绕在零序电流互感器铁芯上，零序电流互感器检测和次级绕组之间绝缘分开，地线与零线之间连接有由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，零序电流互感器次级绕组一输出端与另一输出端分别和可控硅触发极与钳位二极管正极连接，可控硅阳、阴极分别和整流电路输出端正、负极连接。

Description

一种漏电保护插头

技术领域

本发明涉及用电安全保护技术领域，尤其是涉及一种漏电保护插头。

背景技术

中国专利文献CN1142618C公开了一种地线能开闭的漏电保护插头，该漏电保护插头上不但设有相线与零线均穿过的零序电流互感器、还设有地线穿过的地线带电检测感应器，因此它不但能检测负载端相线与零线之间有无剩余电流，当相、零线之间出现剩余电流并达到预置的阀值时（例如：10mA），它就会立即脱扣，切断相线、零线和地线；而且在接地保护系统异常造成地线意外带电时，它还能检测负载端地线有无意外电流，当地线出现意外电流并达到预置的阀值时（例如：10mA）,它也会立即脱扣，切断相线、零线和地线。

由上可知，现有漏电保护插头在负载端故障漏电或地线意外带电时能脱扣的前提条件就是负载端相、零线之间必须有剩余电流或负载端地线上必须有意外电流流过才能脱扣，所以现有漏电保护插头就存在如下缺陷：使用时，不论是在接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护插头负载端用电器具绝缘故障漏电时，还是在接地保护系统异常（例如：相线、地线短路）造成地线意外带电时，都会造成用电器具的外露金属部件带上危险电压，但它们都没有构成回路因而还没有产生剩余电流或地线意外电流，所以，尽管用电器具外露金属部件已带上了危险电压，但现有漏电保护插头在这种情况下都不会自动脱扣，只有当人体或牲畜触及这些已经带上电的外露金属部件时，经人体或牲畜才形成回路，从而产生剩余电流或地线意外电流使漏电保护插头在0.1S内脱扣而把相线、零线、地线断开，虽然它能及时脱扣保护了人们或牲畜的生命安全，但是现有漏电保护插头在这种情况下是必须先通过人体或牲畜触电产生剩余电流或地线意外电流并流过人体或牲畜后，它才能脱扣把相线、零线、地线断开的，所以现有漏电保护插头仍会造成人体或牲畜的触电事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能克服上述现有漏电保护插头缺陷的漏电保护插头，它不但能在负载端相、零线路发生漏电或负载端地线发生意外带电时能及时地把相线触头、零线触头及地线触头全部断开，而且它在接地保护系统出现接地缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）且漏电保护插头负载端用电器具漏电造成电器外壳带上危险电压时或接地保护系统发生异常造成地线意外带上危险电压时还能在人们或牲畜触及用电器具之前就会自动脱扣，及时把相线、零线及地线断开，为人们提供更好的用电安全保障，以及还提高了漏电保护插头的可靠性。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：

一种漏电保护插头，包含外壳和插销、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位推杆，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅组成，在所述整流电路输出端正极和负极之间连接有由第1电阻、第2电阻、钳位二极管串联而成的回路，第1电阻一端与整流电路输出端正极连接，第1电阻另一端与第2电阻一端连接，第2电阻另一端与钳位二极管正极连接，钳位二极管负极与整流电路输出端负极连接，第1电阻另一端、第2电阻一端分别还与稳压二极管负极连接，稳压二极管正极与整流电路输出端负极连接，所述零序电流互感器上还绕有检测绕组，所述零序电流互感器检测绕组与所述零序电流互感器次级绕组均绕在所述零序电流互感器铁芯上，所述零序电流互感器检测绕组和所述零序电流互感器次级绕组之间绝缘分开，在地线与零线之间连接有由所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路，所述零序电流互感器次级绕组一输出端与所述可控硅触发极连接，其另一输出端与所述钳位二极管正极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与负极连接。

所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或负载端的地线与零线之间。

本发明的实质特点在于除了与现有漏电保护插头一样能检测负载端的相、零线之间有无剩余电流和检测地线是否带电、以及当相、零线之间和地线分别或同时出现故障时都会立即动作把相、零、地线全部断开外，还在于在漏电保护插头的地线与零线之间设有检测回路，当接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压或当接地保护系统接地缺失且用电器具漏电造成外露金属部件和地线带上危险电压时，它能自动检测、感应输出信号并使漏电保护插头自动脱扣，把相线、零线、地线断开，从而实现了在人体或牲畜触及这些已带上危险电压的外露金属部件之前就把相线、零线、地线全断开。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)、本发明的漏电保护插头由于在地线与零线之间连接有由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦漏电保护插头负载端的相、零线上的用电器具故障漏电且接地保护系统地线缺失（例如：插座地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护插头地线都会带上危险电压，零序电流互感器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护插头在人体或牲畜触及用电器具之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护插头在这种情况下必须人体或牲畜触及构成回路并流过剩余电流之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，因此它比现有漏电保护插头更安全。

(2)、本发明的漏电保护插头由于在地线与零线之间连接有由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联组成的检测回路，当在使用时，一旦接地保护系统异常造成地线意外带上危险电压时，零序电流互感器就会检测、感应和输出信号，使漏电保护插头在人体或牲畜触及电器之前就能及时把相线、零线和地线全断开，它比现有漏电保护插头在这种情况下时必须人体或牲畜触及构成回路并流过地线意外电流之后才能脱扣提供了更好的技术解决方案，因此它比现有漏电保护插头更安全。

(3)、本发明的漏电保护插头由于连接在地线与零线之间的零序电流互感器检测绕组对流过它的微弱电流信号也能检测、感应和输出信号，而且该检测绕组无最低起始电压的限制，所以它对地线所带的电压高低无限制，只要流过零序电流互感器检测绕组的电流达到预置的阀值（例如：10微安），本发明的漏电保护插头就会脱扣，因此，它不但在地线（或用电器具外露金属部件）所带的危险电压高为250V时能脱扣，而且在地线所带的电压低至预定的36V安全电压时（或更低，例如：24V）也能可靠脱扣，当地线所带的电压低于预定的36V安全电压时，它就不需要脱扣以避免误动作，它所能起保护作用的电压范围宽，所以，本发明的漏电保护插头不但好使用，而且更安全可靠。

(4)、本发明的漏电保护插头在电源端的相线与零线反接时也会自动脱扣，不能复位，只有把电源插座相线与零线的接线状态纠正以后才能投入使用，强制性地规范了用户端电源插座接线必须符合国家规范的要求连接，以防使用时发生其他意外事故。

(5)、本发明的漏电保护插头无须在地线上设置地线穿过的地线带电检测感应器或互感器，电磁线圈的驱动电路中也不用设置放大电路，因此节省了成本。

(6)、本发明的漏电保护插头由于把零序电流互感器检测绕组与次级绕组分开独立设置并使它们之间绝缘分开，使漏电保护插头电源端与负载端之间以及相线与零线对地线之间的绝缘性能和抗电气击穿强度能力提高，防止出现在漏电保护插头相线触头、零线触头及地线触头已断开的情况下时由于零序电流互感器检测绕组与次级绕组之间短路仍然会造成负载端的问题，从而提高了漏电保护插头的可靠性。

本发明的漏电保护插头主要应用在各种家用电器的漏电保护上。

附图说明

图1是本发明实施例1的漏电保护插头电气原理示意图，其零序电流互感器次级绕组一输出端与可控硅触发极连接，其另一输出端与钳位二极管正极连接，且由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间。

图2是本发明实施例2的漏电保护插头电气原理示意图，其零序电流互感器次级绕组一输出端与可控硅触发极连接，其另一输出端与钳位二极管正极连接，且由零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在负载端的地线与零线之间。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1：

参见图1所示，一种漏电保护插头主要由插头外壳及相、零、地三极插销、电源端的相线5、零线6、地线7、整流电路12、可控硅13、零序电流互感器15、试验回路16、限流阻容元件14、负载端的相线8、零线9、地线10、第1电阻18、第2电阻19、钳位二极管20、稳压二极管17、电磁脱扣与锁扣装置组成，该电磁脱扣与锁扣装置主要由电磁线圈11及其驱动电路、相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4、弹簧、复位推杆组成。整流电路12输出端正极和负极之间连接有由第1电阻18、第2电阻19、钳位二极管20串联而成的回路，第1电阻18一端与整流电路12输出端正极连接，第1电阻18另一端与第2电阻19一端连接，第2电阻19另一端与钳位二极管20正极连接，钳位二极管20负极与整流电路12输出端负极连接，第1电阻18另一端、第2电阻19一端分别还与稳压二极管17负极连接，稳压二极管17正极与整流电路12输出端负极连接，零序电流互感器15铁芯上绕有检测绕组和次级绕组，零序电流互感器15次级绕组一输出端与可控硅13触发极连接，其另一输出端与钳位二极管20正极连接，可控硅13阳极与阴极分别和整流电路12输出端正极与负极连接，零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件14串联而成的检测回路连接在电源端的地线7与零线6之间，使零序电流互感器15次级绕组输出的信号叠加在钳位二极管20导通压降（约0.3V）的基础上而进行触发可控硅13导通，从而降低了对零序电流互感器15次级绕组输出电压的要求。

在本实施例中，限流阻容元件14为限流电阻，也可以采用电容或电阻与电容组件。

使用时，把漏电保护插头的复位推杆按下，相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2和地线触头3与4都正常闭合接通，负载端的相线8、零线9、地线10分别与电源端的相线5、零线6、地线7接通，地线7与10由于接地的作用使电压被钳制在零伏左右，同时零线6与9也是在零伏左右，这样连接在漏电保护插头电源端的地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就没有电流流过或流过的电流没有达到预置的阀值（例如：10微安），而连接在相线8与零线9之间的整流电路12得电，钳位二极管20经第1电阻18、第2电阻19降压限流、稳压二极管17稳压而导通，钳位二极管20导通后其正极端的正向电压被钳位在约0.3V左右，由于该钳位电压还不足以触发可控硅13导通，这样漏电保护插头就保持在复位通电状态，从而为它下端的用电器具供电和提供接地。

使用时，如果负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统正常的情况下，会经地线10与7产生一个剩余电流，零序电流互感器15会检测到相、零线之间的剩余电流并输出一个信号，该信号将叠加在钳位二极管20正向导通压降约0.3V上给可控硅13，并在剩余电流达到预先设定的阀值（例如：10毫安）时，可控硅13被零序电流互感器15触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11得电使漏电保护插头脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开；如果负载端的相线8、零线9上的用电器具故障漏电且在接地保护系统无接地（例如：插座上地线虚接造成无接地）时，用电器具外露的金属部件及漏电保护插头地线10与7都会带上危险电压，连接在漏电保护插头电源端的地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就会有一个微弱电流流过，零序电流互感器15次级绕组会输出一个信号，该信号将叠加在钳位二极管20正向导通压降约0.3V上给可控硅13，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13被零序电流互感器15触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11得电使漏电保护插头脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

使用时，如果接地保护系统发生异常造成地线7与10意外带上危险电压，这样连接在电源端的地线7与零线6之间的零序电流互感器15检测绕组就会有一个微弱电流流过，零序电流互感器15次级绕组会感应输出一个信号，该信号将叠加在钳位二极管20正向导通压降约0.3V上给可控硅13，并在微弱电流达到预先设定的阀值（例如：10微安）时，可控硅13被零序电流互感器15触发导通，电磁脱扣与锁扣装置上的电磁线圈11得电使漏电保护插头脱扣，在人们触及用电器具之前就能及时把相线触头1-1与2-1、零线触头1-2与2-2、地线触头3与4都断开，从而更好地保障了人们的安全。

实施例2：

参见图2所示，与实施例1相比，在本实施例中，除了把零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件14串联组成的检测回路更改为连接到负载端的地线10与零线9之间不同外，其余的均相同。

由于本实施例漏电保护插头的其余电路结构均与实施例1相同，仅是零序电流互感器15检测绕组与限流阻容元件14串联组成的检测回路的连接方式不同，因此，在此不作赘述。

Claims

1.一种漏电保护插头，包含外壳和插销、相线、零线、地线、相线与零线均穿过的零序电流互感器、试验回路、电磁脱扣与锁扣装置，该电磁脱扣与锁扣装置包含电磁线圈及其驱动电路、触头、弹簧、复位推杆，所述电磁线圈的驱动电路主要由整流电路、可控硅组成，其特征在于：在所述整流电路输出端正极和负极之间连接有由第1电阻、第2电阻、钳位二极管串联而成的回路，第1电阻一端与整流电路输出端正极连接，第1电阻另一端与第2电阻一端连接，第2电阻另一端与钳位二极管正极连接，钳位二极管负极与整流电路输出端负极连接，第1电阻另一端、第2电阻一端分别还与稳压二极管负极连接，稳压二极管正极与整流电路输出端负极连接；所述零序电流互感器上还绕有检测绕组；所述零序电流互感器检测绕组与所述零序电流互感器次级绕组均绕在所述零序电流互感器铁芯上，所述零序电流互感器检测绕组和所述零序电流互感器次级绕组之间绝缘分开；在地线与零线之间连接有由所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路；所述零序电流互感器次级绕组一输出端与所述可控硅触发极连接，其另一输出端与所述钳位二极管正极连接，所述可控硅阳极与阴极分别和所述整流电路输出端正极与负极连接。

2.根据权利要求1所述的漏电保护插头，其特征在于：所述限流阻容元件为电阻或电容或电阻与电容组件。

3.根据权利要求1所述的漏电保护插头，其特征在于：所述零序电流互感器检测绕组与限流阻容元件串联而成的检测回路连接在电源端的地线与零线之间或负载端的地线与零线之间。